比较锂离子和钠离子电池的能量密度的图显示,锂离子电池的能量密度比钠离子电池更高。锂离子电池的能量密度范围为100至265 WH/kg,而钠离子电池的能量密度为80至150 WH/kg。这意味着锂离子电池更适合需要高能密度的高能应用。总体而言,该图支持锂离子和钠离子电池之间的特征比较,表明锂离子电池具有较高的能量密度,而钠离子电池的成本较低,循环寿命更长。在这些电池类型之间进行选择时,重要的是要考虑应用程序的特定要求以及性能,成本和安全性之间的权衡
摘要 合金材料(如硅、锗、锡、锑等)具有高容量、合适的工作电压、地球资源丰富、环境友好和无毒等特点,是下一代锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)有前途的负极材料。虽然最近报道了一些有关这些材料的重要突破,但它们在合金化/脱合金过程中剧烈的体积变化会导致严重的粉碎,从而导致循环稳定性差和安全风险。虽然合金的纳米工程可以在一定程度上缓解体积膨胀,但仍存在其他缺点,例如初始库伦效率和体积能量密度低。由纳米颗粒和纳米孔组成的多孔微尺度合金继承了微米和纳米特性,因此多孔结构可以更好地适应锂化/钠化过程中的体积膨胀,从而释放应力并提高循环稳定性。本文介绍了多孔材料的最新进展
使用陶瓷电解质的全稳态锂离子电池(LIB)被认为是可充电电池的理想形式,因为它们的高能量密度和安全性。但是,在追求全稳态的液体时,锂资源可用性的问题被选择性地忽略了。考虑到全稳态液体所需的锂量对于当前的锂资源而言是不可持续的,这是另一个系统,它还提供了高能量密度和安全性D全稳态钠离子电池(SIBS)D的双重优势,D具有可持续性的可持续性优势,并且可能是竞争强劲的竞争者,这可能是竞争的强大竞争。本文Brie-fly介绍了全稳态的SIBS的研究状态,解释了其优势的来源,并讨论了潜在的固体钠离子导体发展方法,旨在激发研究人员的兴趣并吸引对所有固定状态sibs的领域的关注。
在高电荷状态下缺乏结构稳定性,需要较低的放电截止电压才能获得足够的容量。[5] 相比之下,多聚阴离子化合物通常具有三维稳健框架,与层状氧化物相比,可提供更好的循环稳定性和更平坦的电压曲线。此外,由于多聚阴离子基团(如(PO 4 ) 3 − 、(P 2 O 7 ) 4 − 和(SO 4 ) 2 − )的诱导效应,可以获得更高的工作电压,[6] 使这些化合物成为稳定、高能量密度钠离子电池正极材料的有趣候选者。研究最多的多聚阴离子钠离子正极材料是含钒磷酸盐 Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 (NVP)[7,8] 和氟磷酸盐 Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 F 3 (NVPF)。 [9] NVPF 在 3.9 V 时的理论容量为 128 mAh g −1(每个分子式单位 2 个电子),比能达到 500 Wh kg −1。此外,可以通过用 O 取代 F 阴离子来调节 NVPF 的电化学性能,形成完全固溶体 Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 F 3 − 2 y O 2 y(0 ≤ y ≤ 1)。[10] 例如,Bianchini 等人。表明,在低压端,可以将额外的Na插入Na3V2(PO4)2O2F中,放电时产生Na4V2(PO4)2O2F,这使得Na4V2(PO4)2O2F和NaV2(PO4)2O2F之间可以进行三电子循环。[11]然而,从NaV2(PO4)2F3到V2(PO4)2F3中提取第三个Na尚未被证明是可行的,因为Na提取电位很高(预计为≈4.9V),超出了有机钠离子电解质的稳定窗口。[12]为了降低这种高的Na提取电压,人们考虑使用阳离子替代;然而,只有少数金属阳离子(例如Al)可以取代NVPF结构中的V,其溶解度限制在0.2。[11,13]
可再生能源转型需要储能技术来实现电网平衡和运输。锂离子电池已被广泛用于这些应用,但由于地缘政治紧张局势导致的供应风险促使人们寻找不太依赖关键原材料的替代化学方法。由于钠的相对丰富及其制造工艺与锂离子电池相似,钠离子电池作为有前途的后锂化学技术而备受关注。这项工作估算了通过多物理场建模优化的用于能源或电力应用的电池生产钠离子电池组的成本。这项研究复制了 COMSOL Multiphysics® 文献中袋式钠离子电池的多物理场模型。该模型确定了在 0.1C 至 10C 放电率下电池中使用的最佳活性材料,以最大化能量密度。然后使用阿贡国家实验室的电池性能和成本 (BatPaC) 模型确定由优化电池生产的电池组的成本,该模型考虑了材料和制造成本。优化结果表明,能量电池具有更厚的电极和更低的孔隙率(0.1C 时阳极厚度为 217 μm,孔隙率 0.11,阴极厚度为 237 μm,孔隙率 0.10),从而使单位质量的活性物质含量最大化。动力电池具有更薄的电极和更大的孔隙率,以最大限度地降低电阻(10C 时阳极厚度为 58 μm,孔隙率 0.32,阴极厚度为 63 μm,孔隙率 0.31),从而减少大电流下的能量损失。此外,我们比较了钠离子电池能量应用和动力应用的计算生产成本,强调了影响价格的重要参数。该模型观察到,从能量电池过渡到动力电池时,每千瓦时总材料成本增加了 26.42%。该模型还可以通过考虑不同形式的具有不同阴极和阳极化学性质的钠离子电池及其在不同用例中的应用来完善。
摘要现在的电能存储很重要,因为它受人力需求的增加影响,并且电池是正在开发的储能。此外,计划用钠离子电池和丰富的钠元素及其经济价格与锂相比,将锂离子蝙蝠teries切换为主要点。主组件阳极和阴极对钠电池性能具有重大影响。本评论简要描述了钠电池的组件,包括阳极,阴极,电解质,粘合剂和分离器,而钠原材料的来源对于材料合成或安装最重要。海盐或NACL具有潜在的能力作为钠电池阴极的原材料,并且在阴极合成过程中使用海盐的使用可以降低生产成本,因为盐也非常丰富且环保。使用Na 2 Co 3的阴极(由NaCl独立于NaCl合成)后可以节省约16.66%的16.66%,并且用NaCl独立合成后可以用NaCl合成钠金属,因为计算后可以节省约98%,因为钠金属被归类为昂贵的问题。
解决方案的唯一性:IIT B-Monash Research Academy的当前项目团队是第一个在IIT生态系统中制造电池的世界一流设施的设施。电池原型实验室是一个独特的设施,它将通过促进研究和开发在研究所研究和开发的储能技术的原型和规模扩展的原型和扩展来弥合行业和学术界之间的差距。实验室的原型制作能力为每天4 kWh的完整原型,其格式为每天1kWh的10AH袋细胞,其格式为2.5 AH 18650圆柱形细胞。团队正在研究
钠电池技术利用钠离子进行能量的储存和释放,与锂离子电池相比,钠电池具有成本低、安全性高、高低温性能好、循环寿命长等优势,在低速电动汽车、储能领域有着广泛的应用前景。
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